(57)【要約】【課題】  内燃機関トルクを正確に把握できる内燃機関を提供する。【解決手段】  マルチリンク機構２０を備えた内燃機関において、マルチリンク機構２０は、一端がピストン３に回転可能に連結されたアッパリンクと、アッパリンクの他端が回転可能に連結されると共に、クランクシャフト９のクランクピン９ａに回転可能に取り付けられたロアリンクと、一端がロアリンクに回転可能に連結されたリンク８と、リンク８の他端が回転可能に連結され、リンク８の他端位置を揺動可能に支持するアクチュエータ１０と、を有し、リンク８の他端に作用する他端位置作用応力、リンク８他端の位置及びクランククランク角に応じて、内燃機関で発生している内燃機関トルクを推定するトルク推定手段を有する。【選択図】図５
2007291930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ内を往復動するピストンを複数のリンクを介してクランクシャフトに連結するマルチリンク機構を備えた内燃機関において、
前記マルチリンク機構は、一端が前記ピストンに回転可能に連結されたアッパリンクと、前記アッパリンクの他端が回転可能に連結されると共に、前記クランクシャフトのクランクピンに回転可能に取り付けられたロアリンクと、一端が前記ロアリンクに回転可能に連結された揺動リンクと、該揺動リンク他端が回転可能に連結され、前記揺動リンク他端の位置を揺動可能に支持する他端位置揺動手段と、を有し、前記揺動リンク他端の位置を前記他端位置揺動手段にて揺動させることでピストンモーションを変更可能な内燃機関であって、
前記揺動リンク他端に作用する他端位置作用応力、前記揺動リンク他端の位置及びピストンクランク角に応じて、内燃機関で発生している内燃機関トルクを推定するトルク推定手段を有することを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
前記トルク推定手段は、機関回転数から推定される摩擦損失を考慮した摩擦補正を行っていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記他端位置揺動手段による前記揺動リンク他端の位置の変更を制御する他端位置制御手段を有し、該他端位置制御手段により前記他端位置揺動手段を制御し、前記内燃機関トルクが機関運転条件に応じて要求される目標トルクとなるように前記揺動リンク他端の位置を変更することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関。
【請求項４】
前記他端位置揺動手段は、機関運転状態に応じて要求される目標トルクに前記トルク推定手段で推定された推定トルクが近づくように、前記他端位置制御手段により制御されていることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関。
【請求項５】
前記ピストンの動きを停止させた気筒休止を行うか否かを判定する気筒休止判定手段を有し、該気筒休止判定手段により気筒休止が必要であると判定された場合には、内燃機関の気筒休止の際に、前記内燃機関トルクがアクセル開度とピストン位置に応じた気筒休止用目標トルクとなるように、前記他端位置揺動手段により前記揺動リンク他端の位置が可変制御されていることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関。
【請求項６】
前記気筒休止用目標トルクは、前記ピストンの下死点からの距離に応じて大きくなるよう設定されていることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関。
【請求項７】
前記ピストンの下死点が、吸気行程の下死点であることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関。
【請求項８】
車両の変速要求を判定する変速要求判定手段を有し、変速要求が発生した場合には、内燃機関トルクが機関回転数に応じた変速要求時用目標トルクとなるように、前記他端位置揺動手段により前記揺動リンク他端の位置が可変制御されていることを特徴とする請求項４〜７のいずれかに記載の内燃機関。
【請求項９】
前記変速要求時用目標トルクは、駆動力をより大きく発生させる変速段へと変更されるほど大きくなり、内燃機関回転数がより高くなるほど小さくなるよう設定されていることを特徴とする請求項８に記載の内燃機関。
【請求項１０】
車両のエンジンブレーキ要求の発生を判定するエンジンブレーキ要求判定手段を有し、エンジンブレーキ要求が発生した場合には、車速に応じたエンジンブレーキ要求時用目標トルクとなるように、前記他端位置揺動手段により前記揺動リンク他端の位置が可変制御されていることを特徴とする請求項４〜９のいずれかに記載の内燃機関。
【請求項１１】
前記エンジンブレーキ要求時用目標トルクは、駆動力をより大きく発生させる変速段へと変更されるほど小さくなることを特徴とする請求項１０に記載の内燃機関。
【請求項１２】
一端がピストンに回転可能に連結されたアッパリンクと、該アッパリンクの他端が回転可能に連結されると共に、クランクシャフトのクランクピンに回転可能に取り付けられたロアリンクと、一端が前記ロアリンクに回転可能に連結された揺動リンクと、該揺動リンク他端が回転可能に連結され、前記揺動リンク他端の位置を揺動可能に支持する他端位置揺動手段と、を有し、前記揺動リンク他端の位置を前記他端位置揺動手段にて揺動させることでピストンモーションを変更可能なマルチリンク機構を備え、
前記揺動リンク他端に作用する他端位置作用応力、前記揺動リンク他端の位置及びピストンクランク角に応じて、内燃機関で発生しているトルクを推定し、推定されたトルク推定値に基づいて内燃機関を制御することを特徴とする内燃機関の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピストンモーションを変更可能ないわゆるマルチリンクを備えた内燃機関及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１においては、シリンダ軸線に対してオフセット量が変化するガイド部に案内されるスライダに、一端がピストンに接続された第１コネクティングロッドの他端を接続し、一端が第１コネクティングロッドに接続された第２コネクティングロッドの他端をクランクシャフトに接続し、スライダに接続された第１コネクティングロッドの他端位置を変化させることで、ピストンの上死点及び下死点の位置を変化させて機関の圧縮比を変化させている内燃機関が開示されている。また、この特許文献１においては、エンジン回転数と負荷に応じてガイド部材の固定位置を予め決められた位置に移動させることで気筒休止を行う技術についても開示されている。
【０００３】
一般的な予混合火花点火内燃機関の場合、軸トルク制御、すなわち当該内燃機関で発生させるトルクの制御を行うためには、吸気量（スロットル開度、バルブリフト量、点火時期）や燃焼（燃料噴射量）で調節していた。
【特許文献１】特開２００５−１４０１０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されるような従来の内燃機関においては、特にピストンとクランクシャフトとの間に配置されるリンク機構が、部材の磨耗や熱膨張による部材の寸法変化や変形に対応できる構成となっていないため、気筒休止時にピストンが動くことによる軸トルク変動や摩擦損失が発生する可能性がある。そして、軸トルクを正確に把握することが困難な構成となっているため、変速要求や、エンジンブレーキ要求などが発生した場合、軸トルクの変化に対応できずに制御できなくなる虞がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、本発明は、シリンダ内を往復動するピストンを複数のリンクを介してクランクシャフトに連結するマルチリンク機構を備えた内燃機関において、前記マルチリンク機構は、一端がピストンに回転可能に連結されたアッパリンクと、該アッパリンクの他端が回転可能に連結されると共に、前記クランクシャフトのクランクピンに回転可能に取り付けられたロアリンクと、一端が前記ロアリンクに回転可能に連結された揺動リンクと、該揺動リンク他端が回転可能に連結され、前記揺動リンク他端の位置を揺動可能に支持する他端位置揺動手段と、を有し、前記揺動リンク他端の位置を前記他端位置揺動手段にて揺動させることでピストンモーションを変更可能な内燃機関であって、前記揺動リンク他端に作用する他端位置作用応力、前記揺動リンク他端の位置及びピストンクランク角に応じて、内燃機関で発生している内燃機関トルクを推定するトルク推定手段を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、内燃機関トルクを推定する際に、クランクシャフトに連係する揺動リンクの状態から内燃機関トルクを推定しているので、精度良く内燃機関トルクを推定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【０００８】
図１、図２は、本発明が適用される内燃機関の一例を模式的に示した説明図である。
【０００９】
内燃機関は、吸気管側の吸気流れを開閉する吸気弁１と、排気管側の排気流れを開閉する排気バルブ２と、シリンダ内を往復動し、筒内の爆発力をリンクに伝えるピストン３と、変速機またはクラッチの動力伝達軸に燃焼動力を伝えるクランクシャフト９とを有している。
【００１０】
ピストン３とクランクシャフト９とは、複数のリンクを備えた複リンク式のピストンクランク機構であるマルチリンク機構２０を介して連係されている。
【００１１】
マルチリンク機構２０は、一端がピストン３に回転自在に連結されたアッパリンクとしてリンク４と、一端がリンク４の他端に回転自在に連結され、他端がクランクシャフト９のクランクピン９ａに回転自在に連結されたリンク５と、一端がリンク４の他端に回転自在に連結されたリンク６と、一端がクランクピン９ａにリンク５の他端と伴に回転自在に連結され、他端がリンク６の他端に回転自在に連結されたリンク７と、一端がリンク７及びリンク６の他端に回転自在に連結された揺動リンクとしてのリンク８と、リンク８の他端に回転自在に連結され、リンク８の他端位置を変更可能（変更可能）に支持する他端位置揺動手段としてのアクチュエータ１０と、によって構成されている。
【００１２】
ここで、リンク５，リンク６及びリンク７は、それぞれの両端が相互に連結されており、リンク５，リンク６及びリンク７によって構成される三角形の形状はピストン３の往復運動に関わらず常に一定である。つまり、リンク５，リンク６及びリンク７は機能上単一のリンクと見なすことができる。ここで、リンク５，リンク６及びリンク７に相当する（置き換わる）リンクを便宜上ロアリンクと定義する。このロアリンクを用いてマルチリンク機構２０について換言すれば、マルチリンク機構２０は、一端がピストン３に回転可能に連結されたリンク４と、リンク４の他端が回転可能に連結されると共に、クランクシャフト９のクランクピン９ａに回転可能に取り付けられたロアリンクと、一端がロアリンクに回転可能に連結されたリンク８と、リンク８の他端が回転可能に連結され、リンク８の他端位置を揺動可能に支持する他端位置揺動手段としてのアクチュエータ１０と、を有し、リンク８の他端位置をアクチュエータ１０にて揺動させることでピストンモーションが変更可能となるように構成されている。
【００１３】
そして、内燃機関は、燃焼動力による軸トルク変動、すなわち内燃機関で発生する内燃機関トルクを平滑化するフライホイール１１と、吸入される混合気に火花着火させて爆発力を得る点火装置１２とを具備している。
【００１４】
ＡＰＯ（アクセルペダル開度）に応じてスロットル開度（図示せぬスロットル弁の開度）が変化すると、スロットル開度に応じた吸気流量となる。吸気流量に応じて燃料噴射量が規定され、所望の空気と燃料の混合比となる。吸気バルブ１が開となるとピストンストロークに応じた混合気がシリンダ内に充填される。
【００１５】
混合気は非圧縮性流体であるためピストンストロークに対する充填量は必ずしも比例関係とはならない。特に高回転又はピストンスピードが速い場合は、混合気の慣性による影響を受けるため吸気バルブ１の操作は混合気の慣性に応じたものとすることが好ましい。充填された混合気は圧縮行程で後半のピストン３の位置がＴＤＣ（上死点）付近で、点火プラグ１２によって混合気を着火し燃焼させる。
【００１６】
燃焼速度に合わせて筒内圧と作動ガス温度が上昇し、筒内圧と作動ガス温度を適切に制御することで高効率な内燃機関となる。つまり、図１及び図２に示す内燃機関は、筒内圧と作動ガス温度をピストンモーションで制御できる機構例を示している。作動ガスの膨張エネルギはリンク４、リンク５、リンク６、リンク７、リンク８によりクランクシャフト９に伝達する。クランクシャフト９に伝達する膨張エネルギは、アクチュエータ１０の操作量によって変化する。
【００１７】
膨張行程が終了すると排気行程に移行する。排気行程初期のピストン位置がＴＤＣ付近、もしくは膨張行程後半のピストン位置がＢＤＣ（下死点）付近で排気バルブ２を開とすることで作動ガスを排気する。
【００１８】
膨張行程後半のピストン位置がＢＤＣ付近で排気バルブ２を開とするのは、高回転で掃気効果が向上するためである。排気バルブ２が開となる時期は内燃機関の回転数又はピストン速度で変更することが好ましく、ＥＧＲ率や燃焼状態によって変更することでより内燃機関の効率が向上する。
【００１９】
排気行程後半のＴＤＣ付近又は吸気行程初期のＴＤＣ付近で排気バルブ２が閉じる。つまり、本実施形態の内燃機関は、以上の吸気、圧縮、膨張、排気が繰り替えされて動力を発生する４サイクル内燃機関である。本発明はこのクランクシャフト９に伝達する膨張エネルギをアクチュエータ１０を制御することにより、軸トルク制御を可能としている。すなわち、マルチリンク機構２０の揺動リンクに相当するリンク８の他端位置を揺動させることで、内燃機関で発生する内燃機関トルクを可変制御としている。
【００２０】
図３に本発明を適用する図１の内燃機関におけるピストンモーションを示す。図３における特性線Ｌ１は図１のアクチュエータ１０が、ピストン３の変化方向と同方向のリンク支持位置端とした場合、すなわちリンク８の他端位置が図１における最も下方に位置する場合のピストンモーションである。特性線Ｌ２は図１のアクチュエータ１０がピストン３の変化方向と逆方向のリンク支持位置端とした場合、すなわちリンク８の他端位置が図１における最も上方に位置する場合のピストンモーションである。Ｌ１とＬ２に挟まれた領域がアクチュエータ１０を操作することで得られるピストンモーションとなる。
【００２１】
図４に示すのは図３の破線Ｌ３のピストンモーションとなる気筒休止を実施する場合の支持位置であるアクチュエータ１０の変位を示したものである。図４に示すように、気筒休止の際には、ピストン３のシリンダ内での動き（往復動）が停止する。このときクランクシャフト９は一定回転速度である。
【００２２】
図５に本発明に係る内燃機関の制御ブロック図を示す。
【００２３】
内燃機関であるブロック（以下単に、Ｂと記す）１０１は、ＡＰＯに応じてスロットル開度を変化させると共に、スロットル開度に応じてシリンダ内に吸入される混合気の量を増減させ、シリンダ内に充填された混合気の燃焼を行う。この内燃機関（Ｂ１０１）は、上述したようにマルチリンク機構２０のリンク８の他端位置を変更することでピストンモーションが変化するものである。
【００２４】
Ｂ１０２は、内燃機関で発生しているトルクを推定するトルク推定手段としての軸トルク推定装置である。軸トルク推定装置は、リンク８の他端に作用する他端位置作用応力、リンク８他端の位置及びピストンクランク角に応じて、軸トルクすなわち内燃機関で発生している内燃機関トルクを推定する。
【００２５】
Ｂ１０６は、ＡＰＯと車速とクランク角から気筒休止判定を行う気筒休止判定手段である気筒休止判定装置であり、Ｂ１０５は、ＡＰＯと車速からエンジンブレーキ要求を判定するエンジンブレーキ要求判定手段であるエンジンブレーキ要求判定装置である。またＢ１０４は、ＡＰＯと車速から変速要求を判定する変速要求判定手段である変速要求判定装置である。
【００２６】
Ｂ１０３は、他端位置制御手段である他端位置制御装置である。他端位置制御装置（Ｂ１０３）は、内燃機関回転数、ピストン位置、車速及びＡＰＯのそれぞれの値と、気筒休止判定装置（Ｂ１０６）からの気筒休止判定、エンジンブレーキ要求判定装置（Ｂ１０５）からのエンジンブレーキ要求判定及び変速要求判定装置（Ｂ１０４）からの変速要求判定の各判定結果とを用いて、アクチュエータ１０に相当するＢ１０７に制御指令値を出力する。他端位置制御装置（Ｂ１０３）から出力される制御指令値は、アクチュエータ１０によるリンク８他端の支持応力（アクチュエータトルク）、換言すればリンク８の他端に作用する他端位置作用応力である。リンク８の他端は、この他端位置作用応力により支持されると共に、この他端位置作用応力に基づいて支持位置が変更される。
【００２７】
具体的に説明すると、ＡＰＯが変化し、気筒内に充填される混合気量が変化すると内燃機関（Ｂ１０１）に発生する動力が変化する。マルチリンク機構２０に配置されたアクチュエータ１０は、所望のピストンモーションを実現するためにリンク８の他端位置を変更する。
【００２８】
尚、軸トルク推定装置（Ｂ１０２）、他端位置制御装置（Ｂ１０３）、変速要求判定装置（Ｂ１０４）、エンジンブレーキ要求判定装置（Ｂ１０５）及び気筒休止判定装置（Ｂ１０６）は、それぞれ実質的にはソフトウエア的なものであり、内燃機関の運転を制御する図示せぬＥＣＭ（エンジンコントロールモジュール）に包含されるものである。また、このＥＣＭには、アクセルペダル開度を検出するアクセル開度センサ（図示せず）の検出信号、クランク角を検出するクランク角センサ（図示せず）の検出信号、車両速度を検出する車速センサ（図示せず）の検出信号、ピストン位置を検出するピストン位置検出センサ（図示せず）の検出信号等が入力されている。
【００２９】
ピストン３に生じる筒内圧とピストンクランク角に応じた力がリンク８の他端に発生し、アクチュエータ１０がリンク８の他端支持位置を保持すためにトルクを発生させる。リンク８他端の支持位置を保持するために発生させる他端位置作用応力としてのアクチュエータトルク、リンク８他端の支持位置、クランク角によって決定されるピストン位置、クランク角と内燃機関の回転数、とから軸トルク推定装置（Ｂ１０２）が内燃機関（Ｂ１０１）で発生する軸トルクを推定し、推定軸トルク（軸トルク推定値）を出力する。
【００３０】
ＡＰＯと車速の変化に応じて気筒休止判定装置（Ｂ１０６）で気筒休止判定が実行され、気筒休止判定の結果が出力される。同様にＡＰＯと車速に応じてエンジンブレーキ要求判定装置（Ｂ１０５）でエンジンブレーキ要求判定が実行され、判定結果が出力される。また、ＡＰＯと車速の変化に応じて変速要求判定装置（Ｂ１０４）で変速要求判定が実行され、判定結果が出力される。
【００３１】
そして、気筒休止判定、エンジンブレーキ要求判定及び変速要求判定が、他端位置制御装置（Ｂ１０３）に入力され、他端位置制御装置（Ｂ１０３）内でアクチュエータ１０に発生させる他端位置作用応力を演算し、制御指令値として出力する。
【００３２】
アクチュエータ１０は、制御指令値に応じた他端位置作用応力を発生するように動作する。アクチュエータ１０は、具体的には、電動機や油圧アクチュエータであり、電動機のトルクや油圧アクチュエータの油圧からリンク８他端の他端位置作用応力を換算する。その換算は、電動機の場合は、電動機とリンク８他端との間の減速比を用いて他端位置作用応力を算出する。油圧アクチュエータが油圧モータである場合は、同様に油圧モータとリンク８他端との間の減速比を用いて他端位置作用応力を算出する。油圧アクチュエータが油圧シリンダである場合は、油圧シリンダとリンク８他端との間のレバー比から他端位置作用応力を算出する。尚、本実施形態におけるアクチュエータ１０は、電動機をその駆動源とするものとする。
【００３３】
図６にアクチュエータ１０の一例を示す。アクチュエータ１０は、リンク６とリンク７の接合点に回転自在に接合されるリンク８の他端である回転自在部分に回転可能に接合されたラック１３と、ラック１３を直動させるピニオン１４と、ピニオン１４に接合されたモータ（図示せず）と、モータへ電流と位置によるフィードバックループを作るアクチュエータドライバ１５と、によって構成される。ラック１３を直動させることによって、ラック１３に接合しているリンク８の他端も直動することになる。他端位置制御装置（Ｂ１０３）で決定された制御指令値としての支持トルクがアクチュエータドライバ１５に入力される。アクチュエータドライバ１５は支持トルクとなる電流をモータに加える。電流に基づいたトルクで変化するモータロータの変化角度を検出し、アクチュエータドライバ１５にフィードバックする。この一連の電流制御は交流モータのベクトル制御とすることが一般的である。アクチュエータトルク（モータトルク）と制御指令値の関係はモータとピニオン１４間に減速機を設ける場合は次式（１）となる。
【００３４】
【数１】
2007291930.tif 000003
【００３５】
ここで、ＡＣＴ＿Ｔｒはアクチュエータトルク［Ｎｍ］、Ｔ＿Ｔｒは制御指令値としての支持トルク［Ｎｍ］、ＡＣＴ＿Ｇｒは減速機ギア比である。
【００３６】
ギア比ＡＣＴ＿Ｇｒを大きくし、アクチュエータトルクを小さくする構成とすることでアクチュエータ１０の小型化は可能であるが、歯車の伝達効率、サイズ、重量を考慮して設計することがアクチュエータ全体での車両搭載性が向上する。
【００３７】
図７に軸トルク推定装置（Ｂ１０２）の制御ブロックを示す。軸トルク推定装置（Ｂ１０２）は、アクチュエータトルク、ピストンクランク角又はピストンクランク角およびアクチュエータ位置からアクチュエータトルクを軸トルクに換算する軸トルク換算部（Ｂ２０１）と、換算した軸トルクに対して内燃機関の回転数から推定した摩擦損失で補正する摩擦損失補正部（Ｂ２０２）とで構成される。
【００３８】
ここで、アクチュエータ位置とは、リンク８他端の位置であり、後述するように、クランクシャフト軸方向に直交する平面上の任意のｘ−ｙ座標上の位置（Ｘｃ、Ｙｃ）で表すものとする。このアクチュエータ位置は、例えばセンサ等によって位置検出されるものである。
【００３９】
図８には、摩擦損失補正部（Ｂ２０２）にあたる制御ブロックを示す。摩擦損失補正部（Ｂ２０２）は、内燃機関回転数に基づいて摩擦損失（摩擦損失トルク）を決定する摩擦補正Ｔａｂｌｅ（Ｂ３０１）によって構成される。詳述すると、後述する図１０の計算フローによって計算された軸トルク換算値から、摩擦補正ＴａｂｌｅＢ（３０１）を検索して決定した摩擦損失を減算し、軸トルク推定値とする。
【００４０】
図９に摩擦補正Ｔａｂｌｅ（Ｂ３０１）を示す。内燃機関の回転数増加に伴って摩擦損失が増加する傾向となる。これは、内燃機関の負荷の応じたＴａｂｌｅや内燃機関回転数と負荷に応じた摩擦損失ＭＡＰとしても構わない。
【００４１】
続いて図１０に軸トルク換算部（Ｂ２０１）の計算フローを示す。ステップ（以下単にＳと記す）５０１では、軸換算係数Ｌａをアクチュエータ位置（Ｘｃ，Ｙｃ）とクランク角ＣＡをパラメータとして関数ｆａから計算する。
【００４２】
Ｓ５０２ではアクチュエータトルクＴａ、リンク８他端までのギア比Ｒｇ及び終端の軸半径ｒ、すなわちピニオン１４の半径から、他端位置作用応力であるリンク８他端での力Ｆｃを計算する。Ｓ５０３ではピストン推力ＦｐをＳ５０２で計算したリンク８他端での力ＦｃとＳ５０１で計算した軸換算係数Ｌａで計算する。
【００４３】
Ｓ５０４ではアクチュエータ出力Ｗａをアクチュエータ回転数ＮａとアクチュエータトルクＴａから計算する。Ｓ５０５では時系列にピストン位置をＸｃ，Ｙｃ，ＣＡから関数ｆｐで計算する。ｆｐの計算で得られたピストン位置Ｐ（Ｔ）と前のピストン位置Ｐ（ｔ―１）とサンプリング時間Δｔからピストン速度を差分法を用いて計算する。
【００４４】
Ｓ５０６では、ピストンで発生する出力Ｗｐをピストン速度Ｖｐとピストン推力Ｆｐにより計算する。Ｓ５０７ではピストン出力Ｗｐが、軸出力Ｗｅとアクチュエータ出力Ｗａを足し合わせたものである関係から軸出力Ｗｅを計算する。
【００４５】
軸出力Ｗｅを計算する場合に、アクチュエータ部分の電力、摩擦損失やピストン部分に発生する摩擦損失を加味して軸出力Ｗｅから減算する計算とすることが好ましい。Ｓ５０８では、軸トルクＴｅを軸出力Ｗｅと軸回転数（内燃機関回転数）Ｎｅとから計算する。
【００４６】
図１１に他端位置制御装置（Ｂ１０３）にあたる制御ブロックを示す。
【００４７】
他端位置制御装置（Ｂ１０３）は、図１の気筒休止判定装置（Ｂ１０６）で判定された気筒休止判定、エンジンブレーキ要求判定（Ｂ１０５）で判定されたエンジンブレーキ要求判定、変速要求判定装置（Ｂ１０４）で判定された変速要求判定、内燃機関回転数、ピストン位置およびＡＰＯから軸トルク目標値を決定する目標トルク演算部（Ｂ６０１）と、目標トルク演算部（Ｂ６０１）で決定した軸トルク目標値に対して、図１の軸トルク推定装置（Ｂ１０２）で計算した軸トルク推定値が同一の値となるように軸トルクを制御するトルク制御器（Ｂ６０２）とによって構成される。
【００４８】
気筒休止判定、エンジンブレーキ要求判定、変速要求判定、内燃機関回転数およびピストン位置が目標トルク演算部（Ｂ６０１）に入力されると、各判定に基づいて軸トルク目標値が出力される。
【００４９】
軸トルク目標値はトルク制御器（Ｂ６０２）へ入力される。さらに軸トルク推定値もトルク制御器（Ｂ６０２）に入力され、軸トルク推定値と軸トルク目標値の偏差が小さくなるように制御指令値が変化する。
【００５０】
図１２にトルク制御器（Ｂ６０２）の制御ブロックを示す。
【００５１】
軸トルク目標値から軸トルク推定値を減算した値を偏差として偏差が最小となるように制御指令値を制御するＰＩＤ制御部（Ｂ７０１）で構成される。ＰＩＤ制御部（Ｂ７０１）では、ＰＩＤ制御における比例帯ＰＢ％、積分時間Ｔｉ［ｓｅｃ］、微分時間Ｔｄ［ｓｅｃ］のパラメータが調整される。ＰＩＤ制御は下記の式（２）で計算される。前回まで出力している値にΔｍを加える。
式（２）中のｅnは偏差である。
【００５２】
【数２】
2007291930.tif 000004
【００５３】
図１３に目標トルク演算部（Ｂ６０１）の制御ブロックを示す。目標トルク演算部（Ｂ６０１）は、ピストン位置とＡＰＯから、気筒休止時の軸トルク目標値を演算する気筒休止軸トルク目標値演算部（Ｂ８０１）と、車速からエンジンブレーキ時の軸トルク目標値を演算するエンジンブレーキ軸トルク目標値演算部（Ｂ８０２）と、変速要求判定と内燃機関回転数に基づいて変速時の軸トルク目標値を演算する変速軸トルク目標値演算部（Ｂ８０３）と、気筒休止時の軸トルク目標値とエンジンブレーキ時の軸トルク目標値と変速時の軸トルク目標値と気筒休止要求判定装置（Ｂ１０６）で判定された気筒休止判定、エンジンブレーキ要求判定装置（Ｂ１０５）で判定されたエンジンブレーキ要求判定および変速要求判定装置（Ｂ１０４）で判定された変速要求判定、に基づいて軸トルク目標値を決定する目標トルク選択部（Ｂ８０４）で構成される。
【００５４】
目標トルク選択部（Ｂ８０４）は、気筒休止時の軸トルク目標値とエンジンブレーキ時の軸トルク目標値と変速時の軸トルク目標値との中から一つの目標値を選択して、軸トルク目標値とする。
【００５５】
気筒休止軸トルク目標値演算部（Ｂ８０１）、エンジンブレーキ軸トルク目標値演算部（Ｂ８０２）および変速軸トルク目標値演算部（Ｂ８０３）は目標トルク選択部（Ｂ８０４）から選択された場合、瞬時に軸トルク目標値を出力できるように常時計算されていることが好ましいが、計算負荷が高くなる場合は、目標トルク選択部（Ｂ８０４）から選択された軸トルク目標値演算だけを動作させることとしても構わない。
【００５６】
図１４に気筒休止軸トルク目標値演算部（Ｂ８０１）の制御ブロックを示す。
【００５７】
気筒休止軸トルク目標値演算部（Ｂ８０１）は、ピストン位置とＢＤＣ位置の偏差に基づいてゲインＫ１を掛けるＢ９０１と、Ｂ９０１の出力とＡＰＯとを掛けることで軸トルク目標値を決定する乗算するＢ９０２と、クランク角と吸気行程ＢＤＣのクランク角の差を偏差に基づいてゲインＫ２を掛けるＢ９０３と、Ｂ９０１からの出力信号に加算できるようにＢ９０３からの出力信号を変換するＢ９０５と、Ｂ９０５からの出力を軸トルクが駆動力となる方向にのみ許可する制限部（Ｂ９０４）とで構成される。
【００５８】
換言すれば、気筒休止軸トルク目標値演算部（Ｂ８０１）は、ピストン位置とＢＤＣ位置の偏差に基づいた信号を出力するＢ９０１と、Ｂ９０１から出力された信号にＡＰＯ（ここではアクセルペダル開度に相当する信号入力）を掛けることで軸トルク目標値を決定する乗算するＢ９０２と、クランク角と吸気行程ＢＤＣのクランク角の偏差に基づいた信号を出力するＢ９０３と、Ｂ９０１からの出力信号に加算できるようにＢ９０３からの出力信号を変換するＢ９０５と、Ｂ９０５からの出力を軸トルクが駆動力となる方向にのみ許可してＢ９０１から出力される信号に加算する制限部（Ｂ９０４）とで構成される。
【００５９】
ピストン位置とＢＤＣ位置の差が大きい場合、偏差も大きくなるためＢ９０１から出力される仮の軸トルク目標値は大きな値となり、軸トルクが変化する。この軸トルク変化の影響は、内燃機関発生トルク中のピストン慣性力トルクの割合で決まる。
【００６０】
またクランク角と吸気行程ＢＤＣクランク角の差が大きくなる場合は、軸トルク目標値が増加し、早急に気筒休止状態となるように軸トルクが変化する。ただし、軸トルクの変化方向が車両のエンジンブレーキ方向に働き車両に余剰なトルクを与えないようにクランク角と吸気行程ＢＤＣクランク角の偏差に対しては制限部（Ｂ９０４）で制限を加えることが好ましい。
【００６１】
内燃機関発生トルクが小さい、つまりＡＰＯが小さい領域では、気筒休止を早急に実現しようとすると軸トルク変動が大きくなるため、Ｂ９０２で軸トルク目標値をＡＰＯに応じたものに変換する。
【００６２】
図１５にエンジンブレーキ軸トルク目標値演算部（Ｂ８０２）の制御ブロックを示す。エンジンブレーキ軸トルク目標値演算部（Ｂ８０２）は、車速から駆動力を決定する駆動力Ｔａｂｌｅ（Ｂ１００１）と、駆動力Ｔａｂｌｅ（Ｂ１００１）から出力された駆動力を内燃機関の軸トルクに変換し、軸トルク目標値とする内燃機関軸トルク変換部（Ｂ１００２）とで構成される。
【００６３】
駆動力Ｔａｂｌｅ（Ｂ１００１）を図１６に示す。車速に応じて負の方向に発生するエンジンブレーキによる駆動力を示している。車速が低くなるとエンジンブレーキは少なくなる傾向としているのは、クラッチＯＦＦやトルクコンバータのロックアップ機構ＯＦＦと同等の働きをさせるためである。
【００６４】
内燃機関軸トルク変換部（Ｂ１００２）は以下の式（３）による計算が実行される。尚、Ｇｔｍは変速機ギア比、Ｇｆは最終減速比、Ｆｄは駆動力、Ｔｅは内燃機関軸トルク、Ｒｔはタイヤ半径である。
【００６５】
【数３】
2007291930.tif 000005
【００６６】
図１７に気筒休止判別装置（Ｂ１０６）の制御ブロックを示す。気筒休止判別装置（Ｂ１０６）は、ＡＰＯと車速から気筒休止判定を決定する気筒休止判定Ｔａｂｌｅ（Ｂ１２０１）で構成される。吸気行程判別はクランク角が所定の範囲にある場合、吸気行程であると判定する。吸気行程判定は１にセットされた後は判定が１とならない場合はリセットされないように以下の論理式が成立する。
【００６７】
図１８に示すのが気筒休止判定Ｔａｂｌｅ（Ｂ１２０１）である。気筒休止判定は０又は１で出力され、気筒休止判定が１である場合に気筒休止を許可する。ＡＰＯが低く、車速が高いほど、気筒休止領域を広くしたのは、高速走行では定常走行が長時間続く可能性が高いため、気筒休止とすることで燃費効果が最大限発揮できるためである。例えば高速道路走行が一例である。
【００６８】
このＴａｂｌｅ設定は走行状態を加味して設定することが好ましく、市場データをもとに設定することが好ましい。気筒休止の切り替えにはハンチング防止のためにＡＰＯでヒステリシスを持たせた切り替えＴａｂｌｅとすることが好ましい。
【００６９】
図１９にエンジンブレーキ要求判定装置（Ｂ１０５）の制御ブロックを示す。エンジンブレーキ要求判定装置（Ｂ１０５）は、ＡＰＯと車速からエンジンブレーキ要求判定を決定するエンジンブレーキ要求判定Ｔａｂｌｅ（Ｂ１４０１）で構成される。
【００７０】
図２０に示すのがエンジンブレーキ要求判定Ｔａｂｌｅ（Ｂ１４０１）である。エンジンブレーキ要求判定は０又は１で出力され、力行状態が０出力となる。エンジンブレーキ要求判定が１である場合にエンジンブレーキを許可する。
【００７１】
ＡＰＯが低く車速が高いほどエンジンブレーキ要求判定１となる領域が広がる。ＡＰＯが低い領域にエンジンブレーキ要求判定１領域を設けたのは、通常の内燃機関特性を持たせるためである。また、車速が高いほどエンジンブレーキ要求判定１の領域が広いのは高車速ほどエンジンブレーキで車速調整を行う機会が多いためである。エンジンブレーキの切り替えにはハンチング防止のためにＡＰＯでヒステリシスを持たせた切り替えＴａｂｌｅとすることが好ましい。
【００７２】
図２１に変速軸トルク目標値演算部（Ｂ８０３）の制御ブロックを示す。変速軸トルク目標値演算部（Ｂ８０３）は、変速要求判定装置（Ｂ１０４）で判定された変速要求判定と内燃機関回転数との偏差から軸トルク目標値を出力するＢ１６０１を有している。
【００７３】
変速要求判定での内燃機関目標回転数と現在の内燃機関回転数に差があるほど、軸トルク目標値が大きくなり、瞬時に所望とする内燃機関回転数とすることができ変速時の空走距離を短縮することができる。
【００７４】
図２２に変速要求判定装置（Ｂ１０４）の制御ブロックを示す。変速要求判定装置（Ｂ１０４）は、ＡＰＯと車速から変速段を決定する変速要求判定ＭＡＰ（Ｂ１７０１）と、変速要求判定ＭＡＰで決定した変速段と車速から変速要求判定である目標内燃機関回転数を決定する内燃機関回転数換算部（Ｂ１７０２）とで構成される。
【００７５】
図２３に図２２の変速要求判定ＭＡＰ（Ｂ１７０１）を示す。
【００７６】
変速要求判定ＭＡＰは、変速機と同様のＭＡＰを使用することにより内燃機関と変速機で同期のとれた制御とすることが可能となる。
【００７７】
図２４に目標トルク選択部（Ｂ８０４）の制御フローを示す。
【００７８】
Ｓ１９０１でエンジンブレーキ要求判定を実行する。エンジンブレーキ要求判定が１である場合はＳ１９０５へ進む。Ｓ１９０５では、エンジンブレーキ軸トルク目標値を軸トルク目標値に設定して終了する。
【００７９】
Ｓ１９０１でエンジンブレーキ要求判別が０であると判別した場合は、Ｓ１９０２へ進み気筒休止判定を判別する。気筒休止判定が１であると判定された場合はＳ１９０６へ進み、気筒休止軸トルク目標値を目標軸トルクに設定して終了する。
【００８０】
Ｓ１９０２で気筒休止判定が０であると判定された場合は、Ｓ１９０３へ進み変速要求判定の変化である上昇側のエッジを抽出する。Ｓ１９０４では、Ｓ１９０３においてエッジが抽出できた場合はＳ１９０７へ進み、変速軸トルク目標値を目標軸トルクに設定して終了する。
【００８１】
Ｓ１９０４でエッジを抽出できない場合は、軸トルクをＡＰＯに応じた軸トルクに設定する。
【００８２】
尚、上述した実施形態は本発明を適用した内燃機関は一例であって、ピストンモーションを変更するアクチュエータに燃焼動力が伝達する構成であるものなら、軸トルクの制御範囲を限定することで異なる機構でも適用可能である。
【００８３】
上記実施形態から把握し得る本発明の技術的思想について、その効果とともに列記する。
【００８４】
（１）  シリンダ内を往復動するピストンを複数のリンクを介してクランクシャフトに連結するマルチリンク機構を備えた内燃機関において、前記マルチリンク機構は、一端が前記ピストンに回転可能に連結されたアッパリンクと、前記アッパリンクの他端が回転可能に連結されると共に、前記クランクシャフトのクランクピンに回転可能に取り付けられたロアリンクと、一端が前記ロアリンクに回転可能に連結された揺動リンクと、該揺動リンク他端が回転可能に連結され、前記揺動リンク他端の位置を揺動可能に支持する他端位置揺動手段と、を有し、前記揺動リンク他端の位置を前記他端位置揺動手段にて揺動させることでピストンモーションを変更可能な内燃機関であって、前記揺動リンク他端に作用する他端位置作用応力、前記揺動リンク他端の位置及びピストンクランク角に応じて、内燃機関で発生している内燃機関トルクを推定するトルク推定手段を有する。
【００８５】
これによって、前記内燃機関トルクを推定する際に、前記クランクシャフトに連係する前記揺動リンクの状態から前記内燃機関トルクを推定しているので、精度良く前記内燃機関トルクを推定することができる。
【００８６】
（２）  上記（１）に記載の内燃機関において、前記トルク推定手段は、機関回転数から推定される摩擦損失を考慮した摩擦補正を行っている。
【００８７】
このように、摩擦損失をも考慮すれば、より正確に前記内燃機関トルクの推定を行うことができる。
【００８８】
（３）  上記（１）または（２）に記載の内燃機関は、前記他端位置揺動手段による前記揺動リンク他端の位置の変更を制御する他端位置制御手段を有し、該他端位置制御手段により前記他端位置揺動手段を制御し、前記内燃機関トルクが機関運転条件に応じて要求される目標トルクとなるように前記揺動リンク他端の位置を変更する。
【００８９】
これによって、前記揺動リンク他端を所望のトルクとなるように動かすことで、より正確に前記内燃機関のトルク制御を行うことができる。
【００９０】
（４）  上記（３）に記載の内燃機関において、前記他端位置揺動手段は、機関運転状態に応じて要求される目標トルクに前記トルク推定手段で推定された推定トルクが近づくように、前記他端位置制御手段により制御されている。
【００９１】
これによって、前記内燃機関トルクの推定および制御を正確に行える上に、それらを基本的に前記揺動リンク他端の位置の制御のみによって行うことができる。
【００９２】
（５）  上記（４）に記載の内燃機関は、前記ピストンの動きを停止させた気筒休止を行うか否かを判定する気筒休止判定手段を有し、該気筒休止判定手段により気筒休止が必要であると判定された場合には、内燃機関の気筒休止の際に、前記内燃機関トルクがアクセル開度とピストン位置に応じた気筒休止用目標トルクとなるように、前記他端位置揺動手段により前記揺動リンク他端の位置が可変制御されている。
【００９３】
これによって、気筒休止時に軸トルクの変動が発生する場合や熱膨張や磨耗により前記マルチリンク機構のリンク長が変化した場合にも安定した気筒休止が行える。また、バルブを休止することで気筒休止を実施する場合よりも、ピストン自体を休止する気筒休止運転であるため前記ピストンとシリンダ壁面の摩擦損失を低減できるため熱効率が向上する。
【００９４】
また、位置制御のみの場合、気筒休止中のピストンに働く摩擦力の影響による不感帯が存在し非線形となるため制御性能が低下し気筒休止状態とすることが困難である。推定トルクから前記ピストンに発生する力を直接制御するため摩擦による不感帯でもピストンを安定して停止させることができる。
【００９５】
（６）  上記（５）に記載の内燃機関において、前記気筒休止用目標トルクは、前記ピストンの下死点からの距離に応じて大きくなるよう設定されている。
【００９６】
これによって、気筒休止中にバルブが駆動される構成であってもピストンとバルブが接触することがないためバルブ機構のコストとサイズを小さくできる。
【００９７】
（７）  上記（５）または（６）に記載の内燃機関において、前記ピストンの下死点が、吸気行程の下死点である。
【００９８】
これによって、吸気行程と圧縮行程間の下死点でのピストン滞在時間が長くなるので混合気の気化を促進し、気筒休止から気筒の再起動時の燃焼安定性が向上しＨＣ量が軽減する。
【００９９】
（８）  上記（４）〜（７）のいずれかに記載の内燃機関は、車両の変速要求を判定する変速要求判定手段を有し、変速要求が発生した場合には、内燃機関トルクが機関回転数に応じた変速要求時用目標トルクとなるように、前記他端位置揺動手段により前記揺動リンク他端の位置が可変制御されている。
【０１００】
これによって、変速時の内燃機関の軸トルクによる変速ショックを軽減するように該軸トルクを調節することができる。
【０１０１】
（９）  上記（８）に記載の内燃機関において、前記変速要求時用目標トルクは、駆動力をより大きく発生させる変速段へと変更されるほど大きくなり、内燃機関回転数がより高くなるほど小さくなるよう設定されている。
【０１０２】
これによって、内燃機関の運転回転数が変速機の内燃機関との接続軸の回転数差が大きい場合、変速機と内燃機関の回転数差を速く一致させることができるため、従来のスロットル操作によるトルク上昇よりも速く上昇し、変速ショックを軽減することができる。
【０１０３】
（１０）  上記（４）〜（９）のいずれかに記載の内燃機関において、車両のエンジンブレーキ要求の発生を判定するエンジンブレーキ要求判定手段を有し、エンジンブレーキ要求が発生した場合には、車速に応じたエンジンブレーキ要求時用目標トルクとなるように、前記他端位置揺動手段により前記揺動リンク他端の位置が可変制御されている。
【０１０４】
これによって、エンジンブレーキ要求が発生した際にピストン負圧の変動による制動力変動を滑らかにしたエンジンブレーキを発生できるため車両の振動を抑制できる。また、路面摩擦係数が極めて低い場合のエンジンブレーキによるタイヤロックを抑制して車両安定性を向上させることができる。
【０１０５】
（１１）  上記（１０）に記載の内燃機関において、前記エンジンブレーキ要求時用目標トルクは、駆動力をより大きく発生させる変速段へと変更されるほど小さくなる。
【０１０６】
これによって、駆動力が大きく発生している状態から瞬間的にアクセル開度が小さくなった場合、低路面摩擦係数がであってもエンジンブレーキ発生を小さく設定できるためタイヤロックを抑制でき車両安定性を向上させることができる。
【０１０７】
（１２）  一端がピストンに回転可能に連結されたアッパリンクと、該アッパリンクの他端が回転可能に連結されると共に、クランクシャフトのクランクピンに回転可能に取り付けられたロアリンクと、一端が前記ロアリンクに回転可能に連結された揺動リンクと、該揺動リンク他端が回転可能に連結され、前記揺動リンク他端の位置を揺動可能に支持する他端位置揺動手段と、を有し、前記揺動リンク他端の位置を前記他端位置揺動手段にて揺動させることでピストンモーションを変更可能なマルチリンク機構を備え、前記揺動リンク他端に作用する他端位置作用応力、前記揺動リンク他端の位置及びピストンクランク角に応じて、内燃機関で発生しているトルクを推定し、推定されたトルク推定値に基づいて内燃機関を制御する内燃機関の制御方法。
【０１０８】
これによって、前記内燃機関トルクを推定する際に、前記クランクシャフトに連係する前記揺動リンクの状態から前記内燃機関トルクを推定しているので、精度良く前記内燃機関トルクを推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明に係る内燃機関を模式的に示した説明図。
【図２】本発明に係る内燃機関を模式的に示した説明図。
【図３】本発明を係る内燃機関のピストンモーションを示す特性線図。
【図４】本発明を係る内燃機関において、気筒休止時におけるマルチリンク機構の揺動リンク他端の位置の変化を示す特性線図。
【図５】本発明に係る内燃機関の制御ブロック図。
【図６】アクチュエータの具体例を模式的に示した説明図。
【図７】軸トルク推定装置の制御ブロック図。
【図８】摩擦損失補正部の制御ブロック図。
【図９】摩擦損失を算出する摩擦補正Ｔａｂｌｅ。
【図１０】軸トルク換算部で行われる制御の流れを示すフローチャート。
【図１１】他端位置制御装置の制御ブロック図。
【図１２】トルク制御器の制御ブロック図。
【図１３】目標トルク演算部の制御ブロック図。
【図１４】気筒休止軸トルク目標値演算部の制御ブロック図。
【図１５】エンジンブレーキ軸トルク目標値演算部の制御ブロック図。
【図１６】車速から駆動力を決定する際に用いる駆動力Ｔａｂｌｅ。
【図１７】気筒休止判別装置の制御ブロック図。
【図１８】気筒休止判定を行う際に用いる気筒休止判定Ｔａｂｌｅ。
【図１９】エンジンブレーキ要求判定装置の制御ブロック図。
【図２０】エンジンブレーキ要求判定を行う際に用いるエンジンブレーキ要求判定Ｔａｂｌｅ。
【図２１】変速軸トルク目標値演算部の制御ブロック図。
【図２２】変速要求判定装置の制御ブロック図。
【図２３】変速要求判定を行う際に用いる変速要求判定ＭＡＰ。
【図２４】目標トルク選択部で行われる制御の流れを示すフローチャート。
【符号の説明】
【０１１０】
３…ピストン
４…リンク（アッパリンク）
８…リンク（揺動リンク）
９…クランクシャフト
１０…アクチュエータ
２０…マルチリンク機構
【図１】
2007291930.tif 000006
【図２】
2007291930.tif 000007
【図３】
2007291930.tif 000008
【図４】
2007291930.tif 000009
【図５】
2007291930.tif 000010
【図６】
2007291930.tif 000011
【図７】
2007291930.tif 000012
【図８】
2007291930.tif 000013
【図９】
2007291930.tif 000014
【図１０】
2007291930.tif 000015
【図１１】
2007291930.tif 000016
【図１２】
2007291930.tif 000017
【図１３】
2007291930.tif 000018
【図１４】
2007291930.tif 000019
【図１５】
2007291930.tif 000020
【図１６】
2007291930.tif 000021
【図１７】
2007291930.tif 000022
【図１８】
2007291930.tif 000023
【図１９】
2007291930.tif 000024
【図２０】
2007291930.tif 000025
【図２１】
2007291930.tif 000026
【図２２】
2007291930.tif 000027
【図２３】
2007291930.tif 000028
【図２４】
2007291930.tif 000029